保险丝教程

电子产品已发展得非常精确且响应迅速。随着元器件功能增多，它们也在变得脆弱。FPGA 比大功率电阻器容易损坏得多。在为电路提供清洁电力方面，电子行业已经取得了很大进展，但电路上仍然存在可能造成损害的尖峰。此外，短路风险是无法避免的，这可能会导致过流进而损坏设备。这就是我们为什么需要小小保险丝的原因。一个保险丝要比整个电子设备便宜得多。通常情况下，这种价格不到 1 美元的元件可以拯救数千美元的设备。本文将讨论选择保险丝时应考虑的不同因素、一些行业术语，以及不同保险丝的应用。

保险丝是一种能够保护电路其余部分的装置。它通常是直列式的，允许一定量的电流通过。如果通过的电流过大，保险丝将熔化形成开路，从而切断电流。选择保险丝时，电气方面最重要的两个考量因素是“额定电流”和“额定电压”。额定电流指正常条件下可通过保险丝的最大电流。保险丝的实际使用电流要在额定电流基础上下调 25%，以避免 25˚C 时发生意外熔断。在 Littelfuse 一篇题为《Fuseology》（保险丝学）的文章中，有一个例子是在 25˚C 时使用一个 10A 的保险丝连接 7.5A 的电路。以下等式说明了如何确定额定电流。

DigiKey 网站“保险丝”部分的参数搜索有一个额定电流”选项卡。图 1 显示了“额定电流”选项卡的位置。图片中可以看到右上角的“额定电流”。要选择合适的额定电流，只需在选项中滚动，找到所需的额定值。单击以高亮显示，然后点击图 1 左下方红色的“应用筛选条件”按钮。

图 1： 额定电流的位置。

如前所述，保险丝的额定电压也非常重要。额定电压是在发生过流情况时允许保险丝安全工作的最大电压。保险丝的额定电压只能高于，不能低于电路电压。在电压为 120 V_AC 的设备上使用 250 V_AC 的保险丝是没问题的。如果在电压为 250 V_AC 的设备上使用 125 V_AC 的保险丝，保险丝将会损坏，保险丝熔断时很有可能会出现飞弧现象。保险丝的另一个重要方面是“分断能力”。它指保险丝可以断开的最大电流。陶瓷保险丝的分断能力通常强于玻璃保险丝。

尺寸是另一个不容忽视的特征。保险丝没有标准的尺寸；但存在比较常见的尺寸。圆柱保险丝最常见的尺寸之一是 5 mm x 20 mm 的封装尺寸。Littelfuse 的 0235001.HXP 是 5 mm x 20 mm 封装尺寸的一个例子。在大多数人的眼里，保险丝就是这样的。它由两端的金属帽和中间的细导线组成，在过流时会熔断。图 2 展示了 0235001.HXP。

图 2： Littelfuse 的 0235001.HXP 保险丝。

像这样的保险丝需要一个底座。要为特定的保险丝找到合适的底座有很多方法，其中一种就是使用保险丝的文档。0235001.HXP 属于 Littlefuse 的 235 系列保险丝。235 系列规格书的底部有名为“推荐配件”的内容。这个系列的保险丝有不同类型的配件，包括保险丝座、保险丝盒和保险丝夹，还有容纳保险丝的不同类型外壳。图 3 展示了规格书的一部分；通过规格书的超链接可访问 Littlefuse 网站的相应页面。

图 3： Littelfuse 235 系列保险丝规格书的推荐配件（图片由 Littelfuse 提供）。

单击 345_ISF 超链接可访问 Littlefuse 网站关于三种不同尺寸保险丝座的页面。请注意，0235001.HXP 保险丝的规格是 5 mm x 20 mm。关于 345_ISF 的 Littlefuse 网站页面上有 5 mm x 20 mm 的选项，大概在页面 2/3 的位置。所有保险丝座都带零件编号。图 4 展示了包含 3455HS2 的列表。

图 4： Littelfuse 345 系列保险丝座网页中突出显示 3455HS2 条目（图片由 Littelfuse 提供）。

在 DigiKey 网站的搜索栏中输入编号“3455HS2”可以找到 03455HS2H。在 DigiKey 网站中，每个零件编号后面都有一个“H”。这只是一个包装后缀，表示这款产品按每包 100 件的规格发运至 DigiKey。编号开头的“0”只是一个占位符，跟产品编号没有关系。

要为保险丝找到合适的外壳，另一种方法是在 DigiKey 网站的“保险丝座”页面进行搜索。页面上有一个“保险丝尺寸”选项卡，可从中选择所有 5 mm x 20 mm 的保险丝座。有些保险丝座可装入多种封装尺寸的保险丝，因此，请确保选中所有适用的选项（如图 5 所示）使其突出显示，然后点击“应用筛选条件”按钮。这些选项中包含 5 mm 直径，因为有些保险丝座只能放置保险丝的中间部分。这种保险丝座无需考虑保险丝的长度，例如 Bel Fuse Inc. 的 FC-211-DD。

图 5： 在 DigiKey 零件搜索区域中选择 5 mm 的保险丝尺寸。

需要注意的是，保险丝座也有电气额定值。有关保险丝座需要切记的一点是，其额定电压和电流应高于电路中的实际电压和电流。10A 的保险丝可使用 20A 的保险丝座，而 20A 的保险丝使用 10A 的保险丝座就会出现问题。保险丝座的额定电压也是一样的道理。

要为保险丝找到合适的底座，另一个简单的方法是使用 DigiKey 网站的相关产品选项卡。0235001.HXP 页面底部有一个相关产品区域，其中会显示来自同一制造商的相关产品。图 6 展示了相关产品区域的样子。如果有“查看更多”超链接，则可查询更多可用的选项。只需点击“查看更多”，就会打开显示更多配件选择的新页面。

图 6： Littelfuse 0235001.HXP 保险丝相关产品区域。

保险丝的另一个常见尺寸是 3AB/3AG，即 1-1/4” x 1/4” 或 6.3 mm x 32 mm。这个规格非常接近 5 mm x 20 mm，因此，更换保险丝时，最好使用卡尺进行测量，确保选择正确规格的保险丝。3AB/3AG 尺寸的保险丝的例子包括 Eaton 的 BK/ABC-15R。如果保险丝没有库存现货可供更换，只要有零件编号，就可以在 DigiKey 网站上快速轻松地进行搜索。BK / ABC-15R 最重要的参数是额定电流、额定电压、尺寸和响应时间。DigiKey 网站上具体产品的页面中有一个标记为“产品属性”的区域。这不仅是一份属性列表，还是另一种形式的参数搜索。每个属性的右侧都有一个复选框，勾选之后，可以在“保险丝”页面中选择所有类似的产品。勾选“额定电流”、“额定电压 - AC”、“响应时间”和“封装/外壳”复选框之后，用户可点击下面的“搜索”按钮来搜索所有类似的产品。点击“搜索”按钮之后，只需点击“库存现货”按钮，然后再点击“应用筛选条件”按钮。图 7 和图 8 展示了这一操作。

图 7： 选择与 Eaton 的 BK/ABC-15R 保险丝座有关的快速筛选条件。

图 8： 按图 7 选择快速筛选条件之后，勾选“库存现货”，然后再点击“应用筛选条件”。

保险丝还有很多表面贴装选项。例如 Panasonic Electronic Components 的 ERB-RE1R00V。该保险丝采用 0603 封装，可直接安装到电路板上。这对于需要尽可能减小安装占用空间的工程师来说是个好消息。汽车保险丝也有两大常见类型，插片式保险丝和连接式保险丝。插片式保险丝的例子包括 Littelfuse 的 0299030.ZXNV。这些类型的保险丝可插入保险丝座。适用于 0299030.ZXNV 的特定保险丝座是 0MAB0001F。图 9 和图 10 分别展示了保险丝和保险丝座。与前面的例子一样，在相关产品区域通常可以找到保险丝座等配件。

图 9： Littelfuse 的 0299030.ZXNV 299 系列保险丝。

图 10： 适用于图 9 所示保险丝的 Littelfuse 0MAB0001F 保险丝座。

汽车插片式保险丝基于其额定电流以不同颜色区分。这类保险丝的顶部通常印有额定电流。图 11 展示了 0.5 A 到 40 A 额定电流的色码。

图 11： 汽车保险丝的色码（图片由 Littelfuse 提供）。

目前我们尚未讨论的是保险丝的响应时间。快速熔断保险丝非常适合需要在整个运行过程中维持电流恒定的产品。对于存在涌流的情况，如连接到电机的负载，慢速熔断保险丝更加适合。这是因为存在瞬时大电流，这会毁坏快速熔断保险丝，而慢速熔断保险丝能在一定时间内保持完好。在 DigiKey 网站上，这是一个可选参数，标记为“响应时间”。突出显示所需的响应时间并点击红色的“应用筛选条件”按钮，可排除所有不合适的保险丝。

保险丝属于安全装置，通常需要通过机构认证。DigiKey 设置了一个参数，允许客户按机构认证搜索保险丝。但 DigiKey 网站上有多种认证组合，建议先搜索其他参数，然后再查找机构认证。这是因为按认证搜索可能会排除适合特定应用的良好选择。先选择额定电流、额定电压、尺寸和其他参数，可以更清楚有哪些可用的产品。先按这些参数筛选可大幅减少可能的认证组合的数量。具体地说，因为当前 DigiKey 网站的“保险丝”页面提供了大约 265 个不同的机构认证组合。假设想要搜索通过 CE、CSA、KC、PSE、SEMKO、UL 和 VDE 认证的尺寸为 5 mm x 20 mm 的 10 A 慢速熔断保险丝。如果按认证来搜索，需要很长时间才能找到 CE、CSA、KC、PSE、SEMKO、UL 和 VDE 选项来突出显示。如果先按其他参数来搜索，认证选项将减少到十个以下。

保险丝还有一个与电流发热有关的参数。这个参数被称为 I²t，测量单位为安培平方秒。在 DigiKey 参数搜索中，这个参数被标记为“熔化 I²t”。用户可选择合适的熔化 I²t 值。

维修技术人员通常会在现场遇到设备保险丝熔断的情况。保险丝是一个简单的电气部件，虽然能够保护更昂贵的电路，但如果烧断了，也会使设备无法运行。因此，在现场放置一组保险丝套件可能是一个不错的主意。DigiKey 恰好提供了几种保险丝套件。DigiKey 网站上有一个针对保险丝套件的版块，名为“电路保护套件 - 保险丝”。例如 Schurter, Inc. 的 0034.9871，包含 180 个尺寸为 5mm×20mm 的独立保险丝，额定电流从 800mA 到 10A 不等。图 12 展示了 0034.9871。

图 12： Schurter 的 0034.9871 保险丝套件。

汽车保险丝套件也可为汽车服务中心带来很大的便利，如 Littelfuse 的 187.6085.9702，该保险丝套件包含 475 个额定电压为 32 V_DC 的独立保险丝，额定电流从 3A 到 80A 不等。图 13 展示了 187.6085.9702。

图 13： Littelfuse 的 187.6085.9702 汽车保险丝套件。

总结

保险丝是一种简单的装置，用于保护电路不受潜在过流情况的损坏。这是一种保护设备的价格低廉的方式。如今，电路变得非常复杂，并带有非常精细的部件。保险丝有多种类型和形状。虽然它们的功能是一样的，但针对特定的保险丝座应选择尺寸合适的保险丝。保险丝没有标准的尺寸，但存在一些比较常见的封装尺寸。选择保险丝时，有几个重要的衡量参数，其中，额定电压和额定电流至关重要。在室温下，使用条件要按额定参数降低 25%，这意味着在 25˚C 时，如果电路电流为 7.5A，应使用 10A 的保险丝。保险丝的额定电压只能高于，不能低于电路电压。总而言之，小小的保险丝是有效保护电路的好方法。

资源

1. “Fuseology”（保险丝学），2017 年 9 月 18 日检索
2. “Fast Fuses Versus Slow: How do You Choose?”（快速熔断还是慢速熔断：如何选择保险丝？），2017 年 9 月 18 日检索